Mining – Die Schaufeln des Krypto Rausches

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Bitcoin ist viel mehr als nur digitales Geld!

Jochen Siegert hat letzte Woche in seinem Artikel die gewagte These aufgestellt, dass Bitcoin schlichtweg als Massenzahlungsmittel nicht taugt. Die Lager spalten sich hier, denn für viele ist Bitcoin nicht nur eine Kryptowährung, sondern viel mehr als nur digitales Geld zum Bezahlen. Was das Mining damit zu tun hat, wollen wir heute etwas genauer erklären.

Mining - Die Schaufeln des Crypto Rausches
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Vereinfacht gesagt ist die (Bitcoin) Blockchain ein Datenspeicher. Und genau wie ein USB-Stick oder eine Festplatte gibt es zwei Interaktionsmöglichkeiten: Daten lesen und Daten schreiben.
Allerdings ist die Bitcoin Blockchain ein ganz besonderer Datenspeicher, sie ist öffentlich und global. Jeder – egal ob Mensch, Maschine oder Künstliche Intelligenz – kann von überall auf der Welt ohne Erlaubnis darauf zugreifen, lesend und schreibend. Und damit dies nicht im Chaos endet braucht es das sogenannte Mining.

Mining ist ein Verfahren das zwei Probleme löst:

  • Wer darf in die (Bitcoin) Blockchain schreiben – genauer gesagt den nächsten Block mit Daten anfügen?
    Antwort: Prinzipiell jeder! Das geht jedoch nicht gleichzeitig sondern wird durch das Mining koordiniert.
  • Wenn allerdings jeder in die Blockchain schreiben darf, wie schützt man dann die bisherigen Daten vor Veränderung?
    Antwort: Das Anhängen (Schreiben) von Daten an das Ende der Blockchain ist so „teuer“ gestaltet, dass dies nur in einem gemeinsamen Kraftakt des Netzwerks möglich (gültig) ist. Das Verändern von Daten in der Mitte der Blockchain wäre so unglaublich „teuer“, dass es niemanden auf dem Planeten gibt der die Ressourcen dafür aufbringen könnte und selbst wenn, vermutlich wirtschaftlichen Totalschaden dabei erleiden würde.

Die Bitcoin Blockchain ist damit vermutlich der teuerste (Kosten pro Byte) Datenspeicher – und auch ein sehr ineffizienter (Schreibgeschwindigkeit) Datenspeicher – den wir je entwickelt haben. Zumindest was das Schreiben der Daten angeht, denn das Lesen ist fast kostenlos. Allerdings bietet die Bitcoin Blockchain auf der anderen Seite eine nie dagewesene Sicherheit und Schutz vor Manipulation, Veränderung oder Zensur.

Genau deswegen eignet sich eine Blockchain auch nicht für alle Anwendungsfälle als Datenspeicher, sondern nur für bestimmte, wo die hohe Sicherheit die Kosten rechtfertig, wie z.B. für die Aufzeichnung von Finanztransaktionen.

Mit einer Bitcoin Transaktion kann nicht nur der “Besitzwechsel von Geld” (Finanztransaktion) in der Blockchain gespeichert werden, sondern zusätzlich auch 80 Byte an beliebigen Daten. 80 Byte sind z.B. ausreichend um einen fälschungssicheren, digitalen Fingerabdruck von beliebigen Daten zu speichern. Damit können sich andere Anwendungen und Plattformen, die hohe Sicherheit von Bitcoin für eine geringe Transaktionsgebühr “kaufen” und ihre wertvollsten Daten in der Blockchain absichern. Unveränderbar und dauerhaft. Vermutlich für Jahrhunderte.

Mining - Die Schaufeln des Crypto Rausches
Quelle: https://www.gruenderszene.de/galerie/bitcoin-mine?pid=15034

Definition des Minings:

  • Mining ist der Prozess des Hinzufügens von Transaktionsaufzeichnungen zum public ledger (Blockchain), die aus den Aufzeichnungen aller zuvor stattgefunden Transaktionen besteht. Die Aufzeichnung erfolgt dabei in kryptographisch abgesicherten Blöcken. Die Blockchain bekommt durch die kryptographische Verkettung eines jeden neuen Blocks am Ende der Kette ein öffentliches Update, was jeden Netzwerkteilnehmer vor Missbrauch, insbesondere vor doppelten Ausgaben, schützt.
  • Gegen die Erbringung von Rechenleistung erfolgt neben der Aufzeichnung von Transaktionen auch die Prüfung dieser, sowie die Synchronisation aller Nutzer im Netzwerk. Für die Erstellung eines Blocks mit Transaktionsaufzeichnungen erhält der Miner eine Belohnung, je nach Blockchain in Kypto-Asstes (Coins). Das Mining ist das dezentral verteilte Rechenzentrum der Blockchain.
  • Bitcoin befindet sich seit 2009 in der “Bootstraping” Phase in welcher neue Bitcoins mit jedem neuen Block ausgegeben werden. Dieser Prozess hält noch bis ca. 2140 an. Die Menge der neuen Bitcoins pro Block halbiert sich allerdings alle 4 Jahre. Zusätzlich zu den neuen Coins erhält ein Miner die Transaktionsgebühren (ebenfalls in Bitcoin) für alle Transaktionen die er in einem Block bestätigt. Diese sind inzwischen ein nicht unwesentlicher Anteil an der Belohnung die ein Miner erhält und werden bis 2140 die immer geringer werdende Ausschüttung an neuen Bitcoins kompensieren. Das Mining wird sich also auch noch nach 2140 fortsetzen, auch wenn dann keine neuen Bitcoins mehr sondern nur noch neue Blöcke geschürft werden.
    Die Transaktionen unterliegen einem freien, unregulierten Gebührenmarkt. Da die Kapazität pro Block begrenzt ist, wird ein Miner immer die Transaktionen auswählen, für die er im Moment die meisten Transaktionsgebühren einsammeln kann.
  • https://www.heise.de/ct/artikel/So-funktioniert-die-Kryptowaehrung-Bitcoin-3742304.html?seite=2
  • https://www.invotra.com/blogs/blockchain-mining-simplified
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Quelle: https://www.gruenderszene.de/galerie/bitcoin-mine?pid=15034

Was sind die größten Miner ? Ist das “dezentrale Netz” nicht sofort wieder in zentraler Hand?

  • Zur Erzeugung neuer Transaktionsblöcke konkurrieren die Miner untereinander. Derjenige, der zuerst einen gültigen Block erzeugt erhält die Belohnung. Allerdings erhält ein Miner die Belohnung nicht sofort, sondern erst 100 Blöcke später. Je mehr Rechenleistung (Hashpower) ein Miner hat, desto größer ist seine Wahrscheinlichkeit beim Glücksspiel um den nächsten Block der schnellste zu sein. Allerdings steigt mit der Rechenleistung auch der Energiebedarf, so dass jeder Miner für sich selbst entscheiden muss ob und wieviel Mining für ihn wirtschaftlich ist.
  • Mining-Pools sind Gruppen von kooperierenden Minern, die sich bereit erklären, Blockprämien im Verhältnis zu ihrer eingebrachten Mining-Hash-Power zu teilen. Sie machen die Belohnungen berechenbarer, konzentrieren aber leider die Macht beim Mining-Pool Besitzer. Allerdings können Miner auch jederzeit den Pool wechseln und sich einem anderen Pool anschließen.
  • Die meisten Mining-Pools befinden sich momentan in China. Viele haben nur chinesische Websites und Support. Mining-Zentralisierung in China wird von vielen im Moment als ein Problem von Bitcoin gesehen. Allerdings ist China ein sehr großes Land und selbst innerhalb von China ist das Mining sehr dezentralisiert und teilweise sogar anonym. Die Angst dass sich alle chinesischen Miner verbünden um somit das Netzwerk anzugreifen oder die “chinesischen Interessen” durchzusetzen ist eher fiktiv. Vielmehr stehen die chinesischen Miner auch untereinander in Konkurrenz um den Profit. Da die Blockchain öffentlich ist würde eine Manipulation und Angriff auf das Netzwerk auffallen und zu einem großen finanziellen Verlust für die Miner führen.
  • Es gibt Experten wie z.B. Andreas Antonopulus, die in Zukunft wieder mit einer stärkeren Dezentralisierung des Mining rechnen. Das gestiegene Interesse an Bitcoin führt dazu das weltweit neue Investoren in das Rennen um das Bitcoin Mining einsteigen. Denn überall dort wo überschüssige Energie vorhanden ist, ist Bitcoin-Mining hoch profitabel und die schnellste und effizienteste Möglichkeit Strom in Geld umzuwandeln. Da der Bitcoin Mining Algorithmus frei von Patenten ist, ist auch das Rennen um die effizientesten Bitcoin-Mining-Chips neu entbrannt. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass dem chinesischen Hersteller Bitmain – der bis dato ein Quasi-Monopol auf die effizientesten Mining-Chips hatte – durch den freien Wettbewerb konkurenzfähige Wettbewerber entgegentreten, die dann nicht vorrangig nur an chinesische Miner liefern sondern in auch andere Teile der Welt und sich das Mining somit wieder stärker dezentralisiert.
  • Mining ist allerdings nicht der einzige Garant für die Dezentralität des Bitcoin-Netzwerks. Neben den Minern gibt es noch eine ganze Armada (zehntausende) an sogenannten Full-Nodes. Das sind Computer welche die Arbeit der Miner überprüfen. Und während die Erzeugung eines einzigen gültigen Blocks mehrere Mega-Watt und spezialisierte Hardware erfordert, ist die Überprüfung fast kostenlos, beansprucht nur ein paar Milli-Watt und kann auf beliebigen Computern durchgeführt werden – selbst auf Smartphones und Spielekonsolen.
    Damit können sich sehr viele Menschen auf der Welt “leisten” die Blockchain zu validieren und unabhängig nachprüfen ob alles korrekt abläuft. Die Kosten für den Betrieb einer Full-Node ergeben sich aus der Datenmenge der Blockchain (aktuell ca. 150 Gigabyte) und deren permanenter Speicherung, sowie der benötigten Bandbreite um neue Blöcke zu empfangen zu können (aktuell zwischen 144 und 200 Megabyte pro Tag). Deshalb ist es wichtig, dass eine Blockchain nicht zu schnell wächst, damit sich möglichst viele Teilnehmer “leisten” können selbständig und unabhängig die Validierung durchzuführen und so die Dezentralität des Netzwerks zu gewährleisten.
  • Größte Mining Pools nach der Hash-Rate (Blockerzeugungsrate):
  1. Antpool (China) 18,2%
    Antpool gehört zu Bitmain
  2. BTC.com (China) 16,3%
    BTC.com ist ein offener Pool, dem jeder joinen kann
  3. ViaBTC (China) 13,9%
    Ist ein relativ neuer Pool, der sich eher an chinesische Miner richtet
  4. BTC.top (China) 12,4%
    Privater Pool, dem man nicht beitreten kann.
  5. Slush (Tschechien) 9,5%
    War einer der ersten Pools.
  6. F2pool (China) 8,2%
  7. Bitfury 3,6%
    Mining Pool und Hardware Anbieter
  8. BTCC (China) 3,2%

Ist ein Mining Pool und Chinas drittgrößte Exchange Seite

Hier einige Links für die aktuellen Daten:

Wer stellt eigentlich die Hardware her? Und was ist das Spezielle?

  • Alle ernsthaften Bitcoin-Mining-Prozesse werden auf dedizierter Hochleistungs-Hardware ASICs (application-specific integrated circuit) durchgeführt, normalerweise in thermisch regulierten Rechenzentren mit Zugang zu kostengünstigem Strom.
  • Hardware Hersteller:
    • Antminer
    • Avalon-Life
    • Halong Mining
    • Bitfury
  • Cloud-Mining:
    Beim Cloud-Mining werden die Software und die benötigten Hardware-Komponenten (Miner) von einem externen Unternehmen gegen ein Entgelt in einer Cloud angemietet und die geschürften Bitcoins oder Altcoins werden direkt auf dem Wallet gutgeschrieben. So funktioniert Cloud-Mining in drei Schritten:

    • Wallet einrichten (sofern noch nicht vorhanden)
    • Cloud-Miner mieten
    • Bitcoins schürfen
  • Cloud-Mining Anbieter:
    • Genesis-Mining (inkl. deutschem Support). Cloud-Mining von Bitcoin, Ethereum, Dash, Monero uvm
    • Hashflare (bitcoin)
    • Hashing24
    • Minex
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Welchen Einfluss hat der Strom? Und welche Schwankungen gibt es im Strompreis? (und damit auch im Mining)

  • Die Menge an Bitcoins die pro Block neu geschaffen werden können ist algorithmisch begrenzt. Eine der revolutionärsten Erfindungen von Bitcoin war es, etwas das ausschließlich digital/virtuell ist gleichzeitig knapp/rar zu machen. Das mathematische Problem (Ratespiel) welches durch das Bitcoin-Mining gelöst wird, lässt sich bewusst nicht mit Computern skalieren. Normalerweise kann man indem man mehr Rechenleistung und Energie in ein mathematisches Problem steckt schneller zum Ziel kommen. Nicht so bei Bitcoin, je mehr Energie und Rechenleistung von den Minern in das Bitcoin-Mining gesteckt wird, desto schwieriger wird es das Problem zu lösen. Dies führt dazu, dass die Menge an erzeugten Blöcken und damit neu geschürften Bitcoin immer gleich bleibt. Ungefähr ein Block alle 10 Minuten und damit aktuell 12,5 BTC alle 10 Minuten. Dies funktioniert zuverlässig seit Anbeginn des Netzwerks. Es ist also egal ob das Bitcoin Mining weltweit nur auf einem einzigen Smartphone ablaufen würde oder von hunderttausenden spezialisierter Mining-Chips durchgeführt wird.
  • Dies führt zu einem Wettbewerb der Miner um die mathematisch begrenzte Menge an Bitcoins. Die Menge an Strom die ein Miner in das Netzwerk investiert, bestimmt also nur den Anteil vom Kuchen den ein Miner über das Jahr gesehen von der mathematisch begrenzten Menge abbekommt. Dies führt dazu dass es Orte auf der Welt gibt wo Bitcoin Mining nicht profitabel ist, weil die Stromkosten höher sind als der Ertrag den man durch Mining erhält. Durch technische Neuerungen bei den Bitcoin-Mining-Chips und der Erschließung neuer Energiequellen ist dieser Markt jedoch permanent in Bewegung und bietet Geschäftsmöglichkeiten für neue Marktteilnehmer.
  • Der Wettbewerb beim Bitcoin-Mining ergibt sich direkt aus der weltweiten Nachfrage nach Bitcoin. Je höher die Nachfrage nach Bitcoin, desto höher der Preis (da die Menge begrenzt ist). Je höher der Preis, desto mehr Player versuchen ins Bitcoin-Mining einzusteigen. Je mehr Miner eine Blockchain hat, desto höher ist die Sicherheit des Netzwerks. Inzwischen ist Bitcoin das Blockchain-Netzwerk mit der höchsten Energiemenge und dadurch von außerhalb extrem schwer angreifbar. Und je höher die Sicherheit des Netzwerks desto höher die Nachfrage und so schließt sich der Kreis.
  • Die aktuell starke Konzentration des Mining in China resultiert aus den im Verhältnis zu Europa und USA geringeren Stromkosten und der geographischen Nähe zu Taiwan. Taiwan ist einer der wenigen Ort auf der Welt wo man ASIC-Chips als Auftragsfertigung in großer Menge produzieren lassen kann. Je schneller man die in Taiwan hergestellten Bitcoin-Chips also an das Stromnetz anschließen und wirtschaften lassen kann, desto größer ist der Vorteil gegenüber den anderen Minern im weltweiten Wettkampf um Bitcoin. Bis dato war es also wirtschaftlicher Bitcoin-Mining in China zu betreiben, als die Bitcoin-Chips mit Schiffen erst um die halbe Welt zu transportieren und dann Wochen oder Monate später woanders in Betrieb zu nehmen.
  • Bitcoin-ASICs haben inzwischen allerdings die höchste Technologiestufe bzgl. der Effizienz (16 Nanometer) erreicht. Es wird auch schon an 10-Nanometer Bitcoin-ASICs entwickelt, die in den nächsten Monaten auf den Markt kommen sollen. Damit ist der technologische Fortschritt beim Bitcoin-Mining von nun an auf die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der Chipherstellung begrenzt, welche längeren Entwicklungs- und Innovationszyklen unterliegt (Mooresches Gesetz) als dies bisher beim Bitcoin-Mining der Fall war. Daher wird die nächste Generation der Bitcoin-ASICs eine deutlich längere Lebenszeit (Wirtschaftlichkeit) haben, so dass die geographische Entfernung zu Taiwan oder anderen Chipfabriken weniger stark ins Gewicht fällt und sich das Mining wieder stärker global verteilen kann.
  • Der ökologische Effekt des Minings ist Stand jetzt eher “desaströs” – die Energiebilanz unterirdisch (im Sinne der Produktion) – aber er schafft die Basis für effizientes Nutzen der Informationen.
  • https://steemit.com/bitcoin/@dantheman/who-really-controls-bitcoin
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Quelle: https://www.gruenderszene.de/galerie/bitcoin-mine?pid=15034

Kann ich einfach alles Minen? Wechsel zwischen den Coins?

  • Unterschiedliche Blockchains besitzen unterschiedliche Arbeitsweisen und benötigen daher unterschiedliche Hardwareressourcen. Beispielsweise sind Bitcoin-ASICs ausschließlich auf den SHA-256 Algorithmus ausgelegt und können somit nicht andere Blockchains wie Ethereum (Equihash Algorithmus) oder Litecoin (Scrypt Algorithmus) bedienen.

Ab wann lohnt sich das für die Privat Personen?

  • Es ist nicht einfach, professionelles und profitables Bitcoin Mining zu betreiben. In den letzten Jahren hat sich Bitcoin Mining extrem professionalisiert und spezialsiert. Es haben sich ganze Unternehmen in diesem Markt gebildet. Für Privatpersonen ist es deshalb schwierig auf diesem Level mitzuhalten und profitabel zu sein. Der Hauptfaktor sind allerdings die Stromkosten, welche bestimmen wo auf der Welt sich die Rechenleistung (Hashpower) konzentriert mit der man im Wettbewerb steht. Deutschland ist dafür derzeit ein schlechter Standort.
  • Hier kommt das Cloudmining ins Spiel. Ob sich das Cloud-Mining für Privatpersonen lohnt ist im Voraus häufig sehr schwer zu beantworten un hängt von den folgenden Faktoren ab:
    • Je mehr Rechenleistung dem Netzwerk bereitgestellt wird, desto schneller wächst die Schwierigkeit neue Blöcke zu finden
    • Coin-Kurs spielt eine große Rolle: Je höher der Preis, desto höher der mögliche Gewinn, desto höher aber auch der Wettbewerb.
    • Zudem spielt dieser auch bei der Betriebs-Profitabilitätsrechnung eine große Rolle. Denn die Betriebskosten bei den Mining-Anbietern werden in US-Dollar bezahlt

https://www.bitcoinmag.de/cloudmining/geld-verdienen-bitcoins-lohnt-sich-cloudmining/a-45

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Mining und Blockchain: Wie ist die Rolle des “Miners” in nicht Kryptocurrecny Use Cases zu verstehen?

  • Das Prinzip des Minings ist in jeder Blockchain Anwendung ähnlich – es gewährleistet die Funktionsfähigkeit der Blockchain.
  • Entgegen einer Vergütung in Form eines digitalen Assets (Token/Coin) erbringen die Miner eine Leistung für das Netzwerk.
  • Die erbrachte Leistung unterscheidet sich je nach Anwendungsfall. Werden bei Kryptowährungen Transaktionen aufgezeichnet und verschlüsselt so stellen die Miner in der:
    • Storj Blockchain (dezentraler cloud Speicher) Speicherkapazitäten zur Verfügung
    • Oder in der Golem Blockchain (dezentraler Supercomputer) Rechenleistung, die von den Netzwerkteilnehmern für unterschiedlichste Anwendungsfälle genutzt werden kann.

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Kilian Thalhammer

Kilian Thalhammer ist seit mehr als 15 Jahren im Bereich Payment/ FinTech/ eCommerce & Loyalty unterwegs. Nach seiner Rolle als Director Solutions für die Schweizerische Post, war CPO bei RatePay (Otto Gruppe) und Geschäftsführer bei PAYMILL (Rocket Internet). Im Moment ist er im FinTech Umfeld als Berater (Internationalisierung Iyzico) und Business Angel (u.a. Lodgify, FinCompare, Loyaltyprime, Satoshipay, Savedroid) aktiv.
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